KR100456912B1 - 물의 전기분해를 이용한 연소가스 중 질소산화물,유황산화물 및 유해가스 동시 제거장치 및 그 제거방법 - Google Patents

물의 전기분해를 이용한 연소가스 중 질소산화물,유황산화물 및 유해가스 동시 제거장치 및 그 제거방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전해수를 전기분해하여 생성한 산성수 및 알칼리수를 이용하여 연소가스 중 질소산화물, 유황산화물 및 유해가스를 제거하는 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 장치는 전해수를 전기분해하여 산성수 및 알칼리수를 생성하는 전기분해장치(10)와, 산성수에 산화제가 첨가되도록 산화제를 공급하는 산화제 공급장치(20)와, 알칼리수에 화학약품이 첨가되도록 화학약품을 공급하는 화학약품 공급장치(30)와, 산화제가 첨가된 산성수를 유입되는 연소가스에 분사 혼합하여 기체상태에서 전기화학반응을 유도하여 NO 및 SO2성분을 산화시키는 혼합장치(40) 및, 혼합장치를 거쳐 유입되는 연소가스에 화학약품이 첨가된 알칼리수를 분사 혼합하여 산화된 NOx성분 및 SOx성분, 염산가스를 비롯한 산성가스를 중화, 환원 반응시켜 동시 제거하고 세정된 가스를 대기로 배출하는 습식 세정장치(50) 또는 반건식 세정장치(70)를 포함하며, 산성수 및 알칼리수와 여기에 혼합되는 산화제 및 화학약품을 사용하여 연소가스 중 질소산화물, 유황산화물 및 유해가스를 동시 제거함으로써 작업자를 보호하고 환경오염을 방지하는 효과가 있다.

Description

물의 전기분해를 이용한 연소가스 중 질소산화물, 유황산화물 및 유해가스 동시 제거장치 및 그 제거방법{Apparatus and method for removal with SOx, NOx and hazardous gas in flue gas using electrolyte water of electrolysis}
본 발명은 유해가스 제거장치에 관한 것이며, 특히, 전해수를 전기분해하여 생성한 산성수 및 알칼리수와 여기에 혼합되는 산화제 및 화학약품을 사용하여 연소가스 중 질소산화물, 유황산화물 및 유해가스를 동시에 제거하는 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 연소가스 중 질소산화물, 유황산화물 및 유해가스를 동시에 제거하는 방법에 관한 것이기도 하다.
연소가스는 발전소 보일러, 산업용 보일러, 도시쓰레기 소각로 및 지정폐기물 소각로 등에서 생성되는데, 이런 연소가스에는 NOx, SOx, HCl 등이 포함되어 있다. 이 중에서 NO성분은 쉽게 제거되지 않아 스모그를 형성하는 주범의 역할을 하고 있다. 그러나, NOx, SOx, HCl 등이 포함된 연소가스를 효율적으로 제거하는 기술이 현재까지는 미비한 상태이다.
따라서, 본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전해수를 전기분해하여 생성한 산성수 및 알칼리수와 여기에 혼합되는 산화제 및 화학약품을 사용하여 연소가스 중 질소산화물, 유황산화물 및 유해가스를 동시에 제거함으로써 작업자를 보호하고 환경오염을 방지할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 물의 전기분해를 이용한 연소가스 중 질소산화물, 유황산화물 및 유해가스 동시 제거장치(습식)의 개략도이고,
도 2는 도 1에 도시된 장치의 A 부분의 개략도이고,
도 3은 도 1에 도시된 장치의 반응원리를 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 물의 전기분해를 이용한 연소가스 중 질소산화물, 유황산화물 및 유해가스 동시 제거장치(반건식)의 개략도이며,
도 5는 도 1 및 도 4에 도시된 장치에 사용되는 혼합장치의 다른 형태를 도시한 사시도이다.
♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠
10 : 전기분해장치 11 : 전해조
12 : 격막 13, 14 : 저장탱크
15 : 펌프 16 : 알칼리수 공급관
20 : 산화제 공급장치 30 : 화학약품 공급장치
40 : 혼합장치 41, 53 : 케이싱
43 : 안내깃 44 : 파이프
45, 54 : 분사노즐 52 : 단위세정장치
55 : 유입구 56 : 배출구
57 : 미스트 제거기
앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 전해수를 전기분해하여 산성수 및 알칼리수를 생성하는 전기분해장치와, 상기 산성수에 산화제가 첨가되도록 산화제를 공급하는 산화제 공급장치와, 상기 알칼리수에 화학약품이 첨가되도록 화학약품을 공급하는 화학약품 공급장치와, 상기 산화제가 첨가된 산성수를 유입되는 연소가스에 분사 혼합하여 NO 및 SO2성분을 산화시키는 혼합장치 및, 상기 혼합장치를 거쳐 유입되는 연소가스에 화학약품이 첨가된 알칼리수를 분사 혼합하여 산화된 NOx성분 및 SOx성분을 비롯한 산성가스를 중화, 환원 반응시켜 동시 제거하고 세정된 가스를 대기로 배출하는 세정장치를 포함한다.
또한, 본 발명의 방법은, 전해수를 전기분해하여 산성수 및 알칼리수를 생성하는 단계와, 상기 산성수에는 산화제를 첨가하고 상기 알칼리수에는 화학약품을 첨가하는 단계와, 상기 산화제가 첨가된 산성수를 유입되는 연소가스에 분사 혼합하여 NO 및 SO2성분을 산화시키는 단계 및, 상기 화학약품이 첨가된 알칼리수를 NO및 SO2성분이 산화된 연소가스에 분사 혼합하여 산화된 NOx성분 및 SOx성분을 비롯한 산성가스를 중화, 환원 반응시켜 동시 제거하고 세정된 가스를 대기로 배출하는 단계를 포함한다.
아래에서, 본 발명에 따른 물의 전기분해를 이용한 연소가스 중 질소산화물, 유황산화물 및 유해가스 동시 제거장치 및 그 제거방법의 양호한 실시예들을 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.
<제1 실시예>
도면에서, 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 물의 전기분해를 이용한 연소가스 중 질소산화물, 유황산화물 및 유해가스 동시 제거장치(습식)의 개략도이고, 도 2는 도 1에 도시된 장치의 A 부분의 개략도이며, 도 3은 도 1에 도시된 장치의 반응원리를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2에 보이듯이, 본 발명의 장치는 전해물질(NaCl, KCl 등)이 용해된 전해수를 전기분해하여 산성수와 알칼리수를 각각 생성하는 전기분해장치(10)와, 이런 전기분해장치(10)에서 전기분해된 산성수에 ClO2와 같은 강력한 산화제가 첨가되도록 공급하는 산화제 공급장치(20)와, 전기분해장치(10)에서 전기분해된 알칼리수에 Na(OH), Mg(OH)2, Ca(OH)2와 같은 화학약품이 첨가되도록 공급하는 화학약품 공급장치(30)와, 산화제가 첨가된 산성수를 유입되는 연소가스에 분사 혼합하여 기체상태에서 전기화학반응을 유도하여 NOχ중의 NO성분 및 SO2성분을 산화시키는 혼합장치(40)와, 이런 혼합장치(40)를 거쳐 유입되는 연소가스에 화학약품이 첨가된 알칼리수를 분사 혼합하여 산화된 NOx(NO2, NO3), SOx, HCl을 비롯한 산성가스를 중화, 환원 반응시켜 제거하고 세정된 가스를 외부로 배출하는 습식 세정장치(50)를 포함한다.
상기 전기분해장치(10)의 전해조(11)에는 10%정도의 전해물질을 용해한 저장조에서 일정농도 즉 0.05% ∼ 0.1% 전후의 전해물질(NaCl, KCl 등)이 물에 용해된 전해수가 공급된다.
이런 전해조(11)에는 양극과 음극을 소정의 간격을 두고 각각 설치하고, 이런 양극(+)과 음극(-)의 사이에는 격막(12)을 설치한다. 또한, 전해조(11)의 양측면에는 전기분해에 의해 각각 생성된 산성수 및 알칼리수를 각각 저장하는 산성수 저장탱크(13) 및 알칼리수 저장탱크(14)가 설치되어 있다. 이 때, 양극측의 전해조에서는 pH가 2.0 ∼ 3.0이고 산화환원전위(ORP)가 +1,000 ∼ +1,200mV 범위이고 도전율이 1.7정도이며 락스 냄새가 나는 강산성수가 생성되고, 음극측의 전해조에서는 pH가 10 ∼ 11이고 산화환원전위(ORP)가 -700 ∼ -900mV 범위이고 도전율이 1.9정도이며 무취의 강알칼리수가 생성된다. 이렇게 형성된 산성수 및 알칼리수는 산성수 저장탱크(13) 및 알칼리수 저장탱크(14)에 각각 저장된다.
이런 산성수 저장탱크(13)에는 NOx 중의 NO성분 및 SO2성분을 산화시키도록 ClO2와 같은 강력한 산화제(또는 오존, KMnO4등등)를 첨가하는 산화제 공급장치(20)가 연결되어 있고, 알칼리수 저장탱크(14)에는 연소가스 중 유해가스의 제거를 돕도록 Na(OH), Mg(OH)2, Ca(OH)2와 같은 화학약품을 첨가하는 화학약품 공급장치(30)가 연결되어 있다.
또한, 산성수 저장탱크(13)에는 유입되는 연소가스에 산화제가 첨가된 산성수를 분사 혼합하여 NOχ중의 NO성분 및 SO2성분을 산화시키는 혼합장치(40)가 연결되어 있다.
이런 혼합장치(40)에는 몸체의 역할을 하는 원통형의 케이싱(41)이 형성되어 있다. 이런 케이싱(41)은 상부와 하부가 동일한 내경과 외경을 갖는 원통형이며, 유입되는 연소가스를 일정하게 유도할 수 있는 관으로서 기밀을 충분히 유지할 수 있는 재질로 형성되어 있다. 이런 케이싱(41)의 중앙부위에는 산화제가 첨가된 산성수를 유도하는 파이프(44)가 배치되어 있으며, 이런 파이프(44)는 안내깃(43 ; guide vane)의 한 쪽의 단부에 결합되어 있다. 또한, 이런 안내깃(43)의 다른 쪽의 단부가 케이싱(41)의 내측면에 견고하게 고정되어 있어서, 이런 안내깃(43)과 파이프(44)를 고정하게 된다. 이런 파이프(44)의 배출구부위에는 공급된 산성수를 분사하는 분사노즐(45)이 형성되어 있다. 또한, 이런 안내깃(43)은 공급되는 연소가스를 유선형태로 회전 유동시킬 수 있도록 스크류 형태로 되어 있다. 또한, 이런 케이싱(41)의 상부 단면의 둘레에는 케이싱(41)을 보강하는 플랜지(42)가 부착되어 있다.
그리고, 알칼리수 저장탱크(14)에는 상기와 같이 구성된 혼합장치(40)를 거쳐 유입되는 연소가스에 화학약품이 첨가된 알칼리수를 분사 혼합하여 산화된 NOx(NO2, NO3), SOx, HCl을 비롯한 산성가스를 중화, 환원 반응시켜 제거하고 세정된 가스를 외부로 배출하는 습식 세정장치(50)가 연결되어 있다.
즉, 알칼리수 저장탱크(14)는 습식 세정장치(50)의 하부에 형성된 알칼리수 저장조(51)에 연결되어 있다. 이런 알칼리수 저장조(51)에 집수된 알칼리수는 펌프(15)에 의해 습식 세정장치(50)에 형성된 다수개의 단위세정장치(52)에 공급된다. 이런 단위세정장치(52)에는 몸체의 역할을 하는 원통형의 케이싱(53)이 형성되어 있다. 이런 케이싱(53)은 상부와 하부가 동일한 내경과 외경을 갖는 원통형이며, 공급되는 알칼리수를 일정하게 유도할 수 있는 관으로서 기밀을 충분히 유지할 수 있는 재질로 형성되어 있다. 또한, 케이싱(53)의 중앙부위에는 화학약품이 첨가된 알칼리수를 공급하는 알칼리수 공급관(16)이 배치되어 있으며, 이런 알칼리수 공급관(16)의 배출구부위에는 공급된 알칼리수를 분사하는 분사노즐(54)이 형성되어 있다.
이렇게 형성 배치된 다수의 단위세정장치(52)의 하부면과 알칼리수 수집조(51)의 상부면의 사이에는 연소가스가 유입되는 유입구(55)가 형성되어 있고, 이런 유입구(55)는 혼합장치(40)의 케이싱(41)에 연결되어 있다. 또한, 유입구(55)와 대향하는 쪽에는 세정된 가스를 배출하는 배출구(56)가 형성되어 있다. 이런 배출구(56)에는 분사된 산화제가 첨가된 산성수 및 화학약품이 첨가된 알칼리수에 의해 제거되지 않은 또다른 오염물질이나 습기 등을 여과하는 미스트제거기(57)가 배치되어 있다. 이런 미스트 제거기(57)에는 댐퍼(58), 송풍기(59) 및 가스 배출굴뚝(60)이 순차적으로 연결되어 있다.
아래에서는, 앞서 설명한 바와 같이 구성된 본 발명의 장치를 사용하여 질소산화물, 유황산화물 및 유해가스를 동시에 제거하는 방법에 대해 상세히 설명하겠다.
먼저, 전원을 공급하여 전기분해장치(10)에서 산성수 및 알칼리수를 생성한다. 이렇게 생성된 산성수 및 알칼리수는 산성수 저장탱크(13) 및 알칼리수 저장탱크(14)에 각각 저장된다. 그리고, 산성수 저장탱크(13)에는 산화제 공급장치(20)를 통해 공급되는 ClO2, 오존, KMnO4등과 같은 강력한 산화제가 첨가되고, 알칼리수 저장탱크(14)에는 화학약품 공급장치(30)를 통해 공급되는 Na(OH), Mg(OH)2, Ca(OH)2등과 같은 화학약품이 첨가된다.
그러면, 혼합장치(40)에 NOx, SOx, HCl이 함유된 연소가스가 유입되는데, 이렇게 유입되는 연소가스는 안내깃(43)을 거쳐 선회류를 형성하면서 케이싱(41)의 내부를 따라 유동한다. 이렇게 연소가스가 선회류를 형성하면서 유동하면, 파이프(44)를 통해 산화제가 첨가된 산성수가 공급된다. 이렇게 파이프(44)를 통해 공급된 산화제가 첨가된 산성수를 분사노즐(45)을 통해 연소가스에 분사함으로써 NOχ중의 NO성분을 NO2, NO3등으로 산화시키고, 또한 SO2성분을 SO3로 산화시킨다.
이렇게 혼합장치(40)에서 NO성분 및 SO2성분이 산화된 연소가스는 습식 세정장치(50)의 유입구(55)를 통해 유입되어 단위세정장치(52)의 케이싱(53)의 내부로 각각 유동한다. 그러면, 습식 세정장치(50)의 저장조(51)에 저장된 화학약품이 첨가된 알칼리수가 알칼리수 공급관(16)을 거쳐 분사노즐(54)을 통해 분사된다. 그로 인해, 혼합장치(40)를 거친 연소가스와 화학약품이 첨가된 알칼리수가 혼합되고, 이로써 산화된 NOx(NO2, NO3), SOx, HCl을 비롯한 산성가스와 중화, 환원 반응하여 산성가스가 제거되고, 세정된 가스는 배출구(56)를 거쳐 미스트 제거기(57)로 공급된다. 그러면, 미스트 제거기(57)는 산화제가 첨가된 산성수 및 화학약품이 첨가된 알칼리수에 의해 제거되지 않은 오염액체와 습기 등을 여과하고, 이렇게 여과된 청정가스만이 댐퍼(58), 송풍기(59) 및 가스 배출굴뚝(60)을 거쳐 대기로 배출된다.
앞서 설명한 바와 같이 질소산화물, 유황산화물 및 유해가스를 제거할 수 있는 것은, 도 3과 같은 과정을 거쳐 생성된 산화력이 강한 산성수의 전기 화학적 반응과 여기에 첨가되는 산화제를 통한 산화반응, 화학약품이 연소가스 중의 NOx, SOx, HCl 등과 중화, 환원반응하기 때문이다. 이를 산성수, ClO2및 알칼리수, NaOH 를 사용할 때 반응식으로 나타내면 반응식 1(기체상태 반응) 및 반응식 2(액체상태 알칼리 반응)와 같다.
또한, 화학약품으로 CaCO3를 사용할 경우에는 반응효율을 증대시키기 위해 금속산화물 또는 치오 요소 등과 같은 촉매를 첨가함으로써 NO 의 산화율을 높일 수 있다.
본 발명의 혼합장치(40) 및 단위세정장치(52)의 케이싱은 상부부위가 내경과 외경이 일정한 원통형으로 형성되고 하부부위가 내경과 외경이 점점 작아지는 원추형으로 형성될 수 있다. 또한, 본 발명의 혼합장치(40) 및 단위세정장치(52)의 케이싱은 상부에서 하부로 향할수록 폭이 넓어지는 나팔관처럼 형성될 수도 있다.
<제2 실시예>
본 발명의 제2 실시예에 따른 연소가스 중 질소산화물, 유황산화물 및 유해가스 동시 제거장치는 습식 세정장치 대신에 반건식 세정장치를 사용한다는 것을 제외하고는 제1 실시예와 동일하다. 그러므로, 동일하거나 유사한 구성요소들에 대해서는 동일하거나 유사한 도면부호가 부여될 것이며, 이것들에 대한 설명은 여기서 생략하기로 한다.
도면에서, 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 물의 전기분해를 이용한 연소가스 중 질소산화물, 유황산화물 및 유해가스 동시 제거장치(반건식)의 개략도이다.
도 4에 보이듯이, 본 발명의 장치는 전해물질(NaCl, KCl 등)이 용해된 전해수를 전기분해하여 산성수와 알칼리수를 각각 생성하는 전기분해장치(10)와, 이런 전기분해장치(10)에서 전기분해된 산성수에 ClO2와 같은 강력한 산화제가 첨가되도록 공급하는 산화제 공급장치(20)와, 전기분해장치(10)에서 전기분해된 알칼리수에 Na(OH), Mg(OH)2, Ca(OH)2와 같은 화학약품이 첨가되도록 공급하는 화학약품 공급장치(30)와, 산화제가 첨가된 산성수를 유입되는 연소가스에 분사 혼합하여 기체상태에서 전기화학반응을 유도하여 NOχ중의 NO성분 및 SO2성분을 산화시키는 혼합장치(40)와, 이런 혼합장치(40)를 거쳐 유입되는 연소가스에 화학약품이 첨가된 알칼리수를 분사 혼합하여 산화된 NOx(NO2, NO3), SOx, HCl을 비롯한 산성가스를 중화, 환원 반응시켜 제거하고 세정된 가스를 외부로 배출하는 반건식 세정장치(70)를 포함한다.
상기 반건식 세정장치(70)는 케이싱(71)을 포함한다. 이런 케이싱(71)의 상부에는 혼합장치(40)에서 NOχ중의 NO성분 및 SO2성분이 산화된 연소가스가 유입되는 가스 유입구(72)가 형성되어 있고, 이런 가스 유입구(72)의 내측면에는 유입되는 연소가스가 선회류를 형성하도록 유도하는 다수의 안내깃(73)이 설치되어 있다.이런 안내깃(73)은 공급되는 연소가스를 유선형태로 회전 유동시킬 수 있도록 곡률을 갖는 스크류 형태로 되어 있다. 즉, 스크류 형태의 안내깃(73)이 외부와 연결되는 파이프(78)를 중심축으로 하여 경사지게 케이싱(71)에 결합되어 있어서, 이런 안내깃(73)을 따라 연소가스가 공급되면, 연소가스는 경사지게 배치된 안내깃(73)을 따라 공급되면서 선회류를 형성하게 된다. 이 때, 파이프(78)는 안내깃(73) 보다 하부로 돌출되게 위치한다. 이런 파이프(78)는 화학약품이 첨가된 알칼리수를 저장하는 알칼리수 저장탱크(14)에 연결되어 있다.
그리고, 상기 안내깃(73)의 하부에는 반건식 세정장치(70)의 내부온도를 제어할 목적으로 공기와 물을 혼합하여 분사하는 다수의 미스트 분사노즐(74)이 케이싱(71)의 내부에 관통하게 설치되어 있고, 이런 다수의 미스트 분사노즐(74)에는 공기와 물을 각각 공급하는 공기공급장치(81)와 물 공급장치(80)가 연결되어 있다. 이런 공기공급장치(81) 및 물 공급장치(80)와 미스트 분사노즐(74)의 사이에는 밸브(82, 83)가 각각 설치되어 있다. 이런 미스트 분사노즐(74)은 2류체식 분사노즐이다. 그리고, 공기공급장치(81)의 공급라인은 알칼리수 저장탱크(14)의 공급라인에도 연결되어 화학약품이 첨가된 알칼리수의 분사형태를 미세하게 함으로써 반응효율을 증대시킨다.
그리고, 케이싱(71)의 하부에는 케이싱(71)의 내부에서 혼합장치(40)를 거친 연소가스와 화학약품이 첨가된 알칼리수가 혼합되고, 이로써 산화된 NOx(NO2, NO3), SOx, HCl을 비롯한 산성가스와 중화, 환원 반응하여 산성가스가 제거되며 그로 인해 생성되는 반응생성물 및 기타 불순물 등을 포집하였다가 외부로 배출하는 호퍼(75)가 형성되어 있다.
이런 호퍼(75)에는 분사된 물에 의해 생성된 물방울이나 수분을 증발시켜 반응생성물 및 기타 불순물이 건조상태를 유지하도록 열을 가하는 전기히터(76)가 설치되어 있다. 이런 전기히터(76)의 상부에는 질소산화물, 유황산화물 및 유해가스가 대부분 제거된 가스를 배출하는 가스 배출구(77)가 형성되어 있다. 이런 가스 배출구(77)에는 제거되지 않은 유해가스를 다시 한 번 필터링하는 여과집진기(84 ; Bag Filter)가 설치되어 있다.
아래에서는, 앞서 설명한 바와 같이 구성된 본 발명의 장치를 사용하여 질소산화물, 유황산화물 및 유해가스를 동시에 제거하는 방법에 대해 상세히 설명하겠다.
먼저, 전원을 공급하여 전기분해장치(10)에서 산성수 및 알칼리수를 생성한다. 이렇게 생성된 산성수 및 알칼리수는 산성수 저장탱크(13) 및 알칼리수 저장탱크(14)에 각각 저장된다. 그리고, 산성수 저장탱크(13)에는 산화제 공급장치(20)를 통해 공급되는 ClO2, 오존, KMnO4등과 같은 강력한 산화제가 첨가되고, 알칼리수 저장탱크(14)에는 화학약품 공급장치(30)를 통해 공급되는 Na(OH), Mg(OH)2, Ca(OH)2등과 같은 화학약품이 첨가된다.
그러면, 혼합장치(40)에 NOx, SOx, HCl이 함유된 연소가스가 유입되는데, 이렇게 유입되는 연소가스는 안내깃(43)을 거쳐 선회류를 형성하면서 케이싱(41)의내부를 따라 유동한다. 이렇게 연소가스가 선회류를 형성하면서 유동하면, 파이프(44)를 통해 산화제가 첨가된 산성수가 공급된다. 이렇게 파이프(44)를 통해 공급된 산화제가 첨가된 산성수를 분사노즐(45)을 통해 연소가스에 분사함으로써 NOχ중의 NO성분을 NO2, NO3등으로 산화시키고, 또한 SO2성분을 SO3로 산화시킨다.
이렇게 혼합장치(40)에서 NO성분 및 SO2성분이 산화된 연소가스는 반건식 세정장치(70)의 유입구(72)를 통해 유입되어 그 내측면에 형성된 다수의 안내깃(73)을 따라 선회류를 형성하면서 유동한다. 이 때, 공기공급장치(81)와 물 공급장치(80)에서 각각 공급되는 압축된 공기와 물이 혼합되어 미스트 분사노즐(84)을 통해 분사되고, 또한, 알칼리수 저장탱크(14)에 연결된 파이프(78)를 통해 화학약품이 첨가된 알칼리수가 공급된다. 이렇게 미스트 분사노즐(84)을 통해 분사되는 물은 고온의 연소가스에 의해 수증기로 변화한다.
이렇게 선회류를 형성하면서 유동하던 연소가스와 화학약품이 첨가된 알칼리수 및 수증기가 케이싱(71) 내에서 혼합되는데, 그로 인해 산화된 NOx(NO2, NO3), SOx, HCl을 비롯한 산성가스와 전기화학반응과 중화 및 환원 반응하여 산성가스가 제거되며, 호퍼(75)내의 물방울 및 수분은 전기히터(76)에 의해 제거된다. 그리고, 반응생성물 및 분진 등과 같은 고체형태의 불순물은 호퍼(75)에 침적되어 외부로 배출되며, 질소산화물, 유황산화물 및 유해가스가 대부분 제거된 가스는 가스 배출구(77)를 통해 외부로 배출된다. 이렇게 가스 배출구(77)를 통해 배출되는 가스는 여과집진기(84)를 다시 한 번 거친 후에 청정가스만이 대기로 배출된다.
도면에서, 도 5는 도 1 및 도 4에 도시된 장치에 사용되는 혼합장치의 다른 형태를 도시한 사시도이다.
본 발명의 혼합장치(40)는 처리하고자 하는 연소가스가 대용량일 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 다수개의 안내깃이 설치되어 선회류를 형성하는 부재를 다수개 설치하여 구성된다.
앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 장치 및 방법은 전기분해하여 생성한 산성수 및 알칼리수와 여기에 첨가되는 산화제 및 화학약품을 사용하여 연소가스 중 질소산화물, 유황산화물 및 유해가스를 효과적으로 동시에 제거함으로 작업자를 보호하고 환경오염을 방지하는 효과가 있다.
이상에서 본 발명의 물의 전기분해를 이용한 연소가스 중 질소산화물, 유황산화물 및 유해가스 동시 제거장치 및 그 제거방법에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

Claims (3)

  1. 전기분해장치에 의해 생성되는 산성수 및 알칼리수를 이용하여 연소가스 중 질소산화물, 유황산화물 및 유해가스를 동시 제거하는 장치로서,
    상기 산성수에 산화제가 첨가되도록 산화제를 공급하는 산화제 공급장치,
    상기 알칼리수에 화학약품이 첨가되도록 화학약품을 공급하는 화학약품 공급장치,
    상기 산화제가 첨가된 산성수를 유입되는 연소가스에 분사 혼합하여 NO 및 SO2성분을 산화시키는 혼합장치,
    공기와 물을 각각 공급하는 공기공급장치 및 물공급장치,
    상기 혼합장치를 거쳐 유입되는 연소가스에 화학약품이 첨가된 알칼리수와 상기 공기공급장치 및 물공급장치를 통해 공급되는 공기와 물을 혼합한 미스트를 분사 혼합하여 산화된 NOx성분 및 SOx성분을 비롯한 산성가스를 전기화학반응 및 중화, 환원 반응시켜 동시 제거하고, 히터로 물방울 및 수분을 증발시켜 반응생성물 및 기타 불순물을 건조시키며, 세정된 세정가스를 배출하는 반건식 세정장치, 및
    상기 반건식 세정장치에서 제거되지 않은 유해가스를 다시 필터링하는 여과집진기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 화학약품이 첨가된 알칼리수의 공급라인에는 상기 공기공급장치의 공급라인이 더 연결되어 화학약품이 첨가된 알칼리수를 미세하게 분사하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항에 기재된 장치를 이용하여 연소가스 중 질소산화물, 유황산화물 및 유해가스를 동시 제거하는 방법으로서,
    상기 산성수에는 산화제를 첨가하고 상기 알칼리수에는 화학약품을 첨가하는 단계,
    상기 산화제가 첨가된 산성수를 유입되는 연소가스에 분사 혼합하여 NO 및 SO2성분을 산화시키는 단계,
    상기 화학약품이 첨가된 알칼리수와 상기 미스트를 NO 및 SO2성분이 산화된 연소가스에 분사 혼합하여 산화된 NOx성분 및 SOx성분을 비롯한 산성가스를 전기화학반응 및 중화, 환원반응시켜 동시 제거하고, 히터로 물방울 및 수분을 증발시켜 반응생성물 및 기타 불순물을 건조시키며, 세정된 세정가스를 배출하는 단계, 및
    상기 세정가스에 포함된 유해가스를 다시 필터링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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